Prima lege a termodinamicii

Acasă | Despre noi | feedback-ul

Prima lege a termodinamicii. sau legea conservării stărilor energetice: incrementul de energie internă a sistemului (DU) nu depinde de modul în care sistemul a fost mutat de la inițială la starea finală, adică nu depinde de utilizarea unui nume de proces de multe posibile a avut loc această tranziție ...

Entalpia, în contrast cu energia internă permite pentru activitatea de expansiune sau

comprimare a gazelor. Dacă în timpul procesului de căldură este eliberată (Qp> 0, exotermic

proces), atunci # 8710; H<0. Если тепло поглощается (эндотермический процесс), ∆H>0.

Legea lui Hess: Căldura de reacție este independent de etapele intermediare și este determinată numai de starea inițială și finală a sistemului.

Investigații. 1. Efectul de dilatare termică a unui compus este egal, dar în semn opus efectului termic al formării acestui compus. 2. În cazul în care cele două reacții au aceeași stare inițială și un alt final, diferența dintre efectele lor termice este efectul termic al tranziției finale de la un stat la altul. 3. În cazul în care reacția a două stări inițiale diferite de vin la un capăt, diferența dintre efectele lor termice este efectul termic al trecerii de la o stare inițială la alta. 4. Căldura de reacție este egală cu suma algebrică a căldurile de formare a produșilor de reacție minus suma algebrică căldurile de formare a materiilor prime.

Sub căldura standard, de formare înțelege efectul termic al reacției unui mol de substanță din substanțe simple, constituenții săi, care sunt rezistente la condiții standard.

Factorii care determină direcția proceselor chimice spontane (energie și entropia) .Entropiya. A doua și a treia lege a termodinamicii. Determinarea variației de entropie în timpul reacției.

Spontan proces izobară-izotermă scurgere este determinată de doi factori: entalpie. legate de o scădere a entalpie a sistemului (# 916; H), entropia și T # 916; S, tulburare cauzată de o creștere a sistemului datorită creșterii entropiei sale. Diferența dintre acești factori este o funcție a stării termodinamice a sistemului, numit potențial izobară-izoterm, sau energia liberă Gibbs (G, kJ): # 916; G = # 916; H - T # 916; S

Entropia - o masura de tulburare a unui sistem format din mai multe elemente. Schimbarea în valoare totală de energie termică # 916; Q magnitudine la temperatura absolută T (adică schimbarea de căldură la temperatură constantă):

A doua lege a termodinamicii afirmă că este imposibil transferul spontan de căldură din organism, mai puțin încălzit, la corp, mai încălzit. A doua lege a termodinamicii interzice așa-numitele mașini cu mișcare perpetuă de al doilea tip, care arată imposibilitatea de a transfera întregul sistem intern de energie în lucru util. A doua lege a termodinamicii este un postulat, care nu sa dovedit în cadrul termodinamicii. Acesta a fost creat pe baza de generalizare a faptelor experimentale, și a primit numeroase confirmări experimentale. A = Q1 - Q2

A treia lege a termodinamicii. legea Nernst termic, legea termodinamicii, entropia S in care orice sistem se apropie de o limită finită pentru aceasta, care este independent de presiune, densitate sau fază, abordările de temperatură (T) la zero absolut. T. N. t. vă permite să găsiți valoarea absolută a entropiei, care se poate face în cadrul termodinamicii clasice (bazate pe prima și a doua legi a termodinamicii)

Calculul variația de entropie: N2 (g) + 3H2 = 2NH3 (g) ;; # 916; S = 2 * S (NH3) - S (N2) - 3 * S (H2). J / (mol * K)

energia Gibbs. Relația dintre energia Gibbs, entalpia și entropia. energiei standard Gibbs a substanței. schimbarea energiei Gibbs în reacție și direcția reacției spontane.

energia Gibbs - este potențialul termodinamic al formei:

G = U + PV-TS, unde U - energia internă, P - presiunea, V - volumul, T - temperatura absolută, S - entropie.

energia Gibbs poate fi înțeleasă ca sistemul energetic chimic total (cristal lichid și așa mai departe. D.)

energia Gibbs este determinată de entalpiei și entropia H prin raporturi. G = H - S, # 916; G = # 916; H - # 916; S

Energia standard, Gibbs a formării de substanțe numite energia standard, Gibbs a reacției de 1 mol de compus de substanțe simple, prezente în modificările stabile termodinamic, care are loc în condițiile termodinamice standard.

Natura schimbării energiei Gibbs dă o indicație asupra posibilității fundamentală a procesului de implementare. la # 916; G <0 процесс может протекать, при ΔG> 0, fluxul de proces nu poate (cu alte cuvinte, în cazul în care energia Gibbs în starea inițială a sistemului este mai mare decât final, procesul în principiu se poate produce, în cazul în care, dimpotrivă - nu poate). În cazul în care, cu toate acestea, # 916; G = 0, atunci sistemul este într-o stare de echilibru chimic.

Există o relație utilă între variația energiei libere Gibbs într-o reacție chimică la echilibru K constantă:

In general, orice reacție poate fi considerată reversibilă (chiar dacă în practică nu este). Astfel, constanta de echilibru este definit ca

unde k - rată constantă pentru reacția înainte, k-1 - constanta vitezei de reacție inversă.

Rata de reacție chimică. reacții omogene și eterogene. Factorii care determină viteza reacțiilor chimice. Legea acțiunii de masă. Constanta de viteză de reacție. Efectul temperaturii asupra vitezei reacțiilor chimice. Energia de activare, complex activat. Diagrama de energie și căldura de reacție. ecuația Arrhenius.

Viteza de reacție chimică - o cantitate schimbare de substanță a unuia dintre reactanți pe unitate de timp per volum de reacție unitate. Acesta este un concept-cheie de cinetica chimică. Viteza reacției chimice - valoarea este întotdeauna pozitiv

Reacțiile omogeni apar în decurs de o fază, de exemplu, într-un amestec gazos sau în soluție.

Reacțiile heterogene apar la interfață, de exemplu, solid-lichid, solid și gazos

Factori: 1) Efectul concentrației reactanților. Pentru a realizat substanțe care reacționează chimic A și B, moleculele lor (particule) ar trebui să aibă. Cu cat mai multe coliziuni, reacția are loc mai repede. 2) Efectul temperaturii. Dependența vitezei de reacție la temperatură este determinată de regula van't Hoff: Când temperatura crește la o rată de la fiecare 10 cele mai multe reacții de creșteri de 2-4 ori. 3) Catalizator 4) natura reactanților.

drept acțiune de masă - stabilește raportul dintre masele de reactanți în reacțiile chimice la echilibru.

Constanta vitezei de reacție - coeficientul de proporționalitate în ecuația cinetică. Sensul fizic al reacției constantelor de viteză k rezultă din legea ecuației acțiunii în masă: k este numeric egală cu viteza de reacție sub fiecare concentrație a reactanților de 1 mol / litru. Constanta de viteză de reacție este dependentă de temperatură, natura reactanților, dar nu depinde de concentrația lor.

energie de activare - cantitatea minimă de energie care este necesară pentru a informa sistemul (exprimată în joule per mol), reacția să aibă loc.

complex activat. grupare de atomi la momentul actului elementar decisiv reacției chimice. Conceptul complexului activat este utilizat pe scară largă în teoria ratelor de reacție chimică.

entalpia standard de formare

- legate de modificarea chimică a cantității de căldură variabilă primită de către sistem, în care reacția chimică a avut loc și produșii de reacție ai reactanților au temperatură.

ecuația Arrhenius stabilește dependența vitezei de reacție chimică k constantă a temperaturii T

Există o caracterizează frecvența ciocnirilor moleculelor care reacționează, R - constanta universală a gazelor.

În cadrul teoriei coliziunilor active A depinde de temperatura, dar această dependență este destul de lent:

În cadrul teoriei celorlalte complexe activate derivate, în funcție de temperatura A, dar în toate cazurile mai slabe decât expozantul.